Hvis du hadde trosset jungelen I Kinas Fujian-provins i begynnelsen av det 20. århundre, sier ulike kontoer at du kunne ha sett et fantastisk uventet dyr: en blå tiger. Disse tigrene ble beskrevet som «vidunderlig vakker» med organer » en dyp nyanse Av Maltesisk, endring i nesten dyp blå på under deler.»Så sent som på 1950-tallet rapporterte jegere å spotte sine blå hår sammen med den tradisjonelle oransje pelsen av Andre Sørkinesiske tigre på stier.
så forsvant de blå tigrene. Den siste rapporterte sighting var i 1953, og blå tigre var snart ting av legender, med ikke så mye som en bevart skjul for å bevise at de noen gang eksisterte.Det er fristende å tro at kattens blåhet var knyttet til en feil som gjorde at de ikke kunne konkurrere med sine lyse oransje slektninger. Men det er mer sannsynlig at deres bisarre strøk ikke hadde noe å gjøre med deres utryddelse; det var bare uflaks at fargen oppsto i en liten befolkning som fortsatte å krympe.denne typen sjanseutvikling er rammen for nøytral teori, den historisk kontroversielle ideen om at «survival of the fittest» ikke er den eneste, eller til og med den vanligste måten at arter forandrer seg, splittes eller forsvinner. Enkelt som forslaget lyder, dens konsekvenser for genetikk, evolusjon, økologi og selv disipliner utenfor biologi har vært feiende.
Ikke Så Nøytral Teori
den tilfeldige stigningen eller fallet av genvarianter i en populasjon er kjent som genetisk drift. I dag er det akseptert som en viktig driver for evolusjon og mangfold, men det var ikke alltid tilfelle. Inntil 1960-tallet tilskrev biologer generelt all variasjon til selektive krefter: Skadelige egenskaper hindret individets reproduksjon, slik at egenskapene over tid ville forsvinne (negativt eller rensende utvalg). Omvendt styrket nyttige egenskaper antall avkom en person hadde og hevet sin egen prevalens — positivt utvalg) – alt som spådd Av Charles Darwin og Alfred Russel Wallaces prinsipp om naturlig utvalg.deretter viste sekvenseringsstudier på proteiner mye mer genetisk variasjon i populasjoner enn forventet. Tanken om at utvelgelsen handlet på alle disse genene samtidig, veide deres effekter og plukke hvilke som skulle bli eller gå, satt ikke rett med noen forskere.I 1968 foreslo den anerkjente genetikeren Motoo Kimura en alternativ forklaring, nå kalt nøytral teori. Kimura hevdet at det meste av variasjonen mellom organismer er verken fordelaktig eller ufordelaktig. Følgelig er det meste av variasjonen vi ser ikke et produkt av den skjulte hånden av valg, men heller av flaks. «Alt du trenger er litt input av variasjon, og tilfeldige krefter vil gjøre resten,» Sa Armand Leroi, en evolusjonær biolog Ved Imperial College London.Kimuras nøytrale teori om molekylær evolusjon utløste debatt fordi Det syntes å vanne ned innflytelsen av utvalg. Men genomikkrevolusjonen fra slutten av det 20. århundre og utbredt DNA-sekvensering bekreftet At Kimura hadde rett; bytte ut ett brev til et annet i et gens kode har vanligvis liten effekt.helt siden har nøytral teori vært standardforutsetningen (eller nullhypotesen) i genetikk. «Hvis du vil vise at en gitt variant i EN DNA-sekvens er under valg, må du først vise at det ikke bare kan forklares av nøytralitet,» Sa Leroi.
(Befolkning) Størrelse Teller
Noen fortsetter å bekjempe ideen om at nøytrale krefter driver mangfold på molekylært nivå, Men Parul Johri, en populasjonsgenetiker Ved Arizona State University, kalker i stor grad det opp til en misforståelse av sin rolle i evolusjonen. «Kimura sa aldri at alt er nøytralt,» sa hun. Det som betyr noe er hvor mye nøytrale krefter har formet biologisk mangfold. Og det avhenger i stor grad av størrelsen på gruppen du ser på.
Tenk deg en befolkning på 10 fugler: en rød, en grønn og resten brun. Disse fargene er ikke skadelige eller nyttige, så alle fuglene har samme sjanse til å reprodusere. Så dreper en tornado seks av de brune fuglene, rent ved en tilfeldighet. Nå er halvparten av befolkningen brun, en fjerdedel er rød og en fjerdedel er grønn. En tilfeldig hendelse forårsaket et stort skifte i mangfold. Det er genetisk drift.
Hvis det hadde vært 98 brune fugler og de samme ensomme røde og grønne, ville katastrofen imidlertid ikke ha betydd så mye. Selv om tornadoen fortsatt drepte 60% av befolkningen, ville alle brune, 38 brune fugler ha gjort det sammen med de fargerike, noe som resulterte i en befolkning som fortsatt er 95% brun. «Jo mindre befolkningsstørrelse, desto større drift,» Sa Johri.En del av appellen til nøytral teori er at den er matematisk grei. «Mye av teorien var lett,» Forklarte Johri, siden i hovedsak » det er bare sannsynlighet.»Det tillot genetikere for første gang å se tilbake på historien: Ved å anta at genetiske endringer var nøytrale, kunne forskere beregne størrelsen på en befolkning i fortiden eller bestemme alderen til en gruppes siste felles forfader.Men for at slike slutninger skal være nøyaktige, må forskere kombinere nøytral teori med effekten av utvelgelse. Det har vært et problem siden slutten av 1970-tallet, Bemerket Johri, fordi matematikken ikke har endret seg siden arbeidet etter Kimuras forslag, til tross for en mengde nye data. «Det matematiske rammeverket-det må fortsette å utvikle seg —» sa hun.
Det er akkurat det hun og hennes kolleger forsøkte å gjøre I Et papir I Genetikk I Mai. De foreslo en ny statistisk rammeverk som innlemmet både nøytral teori og rensing utvalg, sette regnestykket nærmere matchende virkeligheten.
Å Se Den Nøytrale Skogen for Trærne
mens nøytral teori for det meste har blitt akseptert i populasjonsgenetikk, fortsetter den å anspore kontrovers på andre felt-spesielt økologi. I tradisjonell økologi, arter blir sett på som opptar unike nisjer hvor de kan trives bedre enn noen andre arter; jo flere nisjer det er, jo flere arter kan det være. «Matematisk er det akkurat det samme argumentet populasjonsgenetikerne brukte» om genvarianter, Sa Leroi. Så Stephen Hubbell fra University Of California, Los Angeles, tilpasset Kimuras rammeverk til økologi. I Hubbells 2001-bok, The Unified Neutral Theory Of Biodiversity and Biogeography, hevdet Han at mange arter kan okkupere en gitt nisje, og om de holder den, blir det til slutt drevet av en tilfeldighet. Hele økosystemer utvikler seg gjennom tilfeldig «økologisk drift», mye som genetisk drift påvirket frekvensen av egenskaper.
Det kan høres un-Darwinistisk — og mange biologer anser det provoserende. Men nøytrale teoretikere tar stilling til at for en individuell organisme er arten av sine konkurrenter ikke viktig: en robin konkurrerer med andre robins for ormer så mye som det gjør med sortefugler, og hvert tre i en skog kjemper med resten for sollys. Som et resultat kan tilfeldige hendelser herske over hvilke arter som vedvarer.i studier har denne nøytrale teorien generelt ikke vært særlig vellykket til å forutsi sammensetningen av økosystemer, men mange økologer fortsetter å finne det nyttig som en nullhypotese for å skarpere sine analyser av nisjebaserte mangfoldsmodeller. Og mange anser ideen som en ende av et spekter, siden både selektive og nøytrale krefter alltid er på jobb.
spredningen av nøytral teori stoppet ikke ved økologi. Det har blitt brukt til å forklare mangfold i alt fra kryptokurver til babynavn, ifølge Leroi, fordi Det er et «veldig elegant» rammeverk for å forstå hvordan variasjoner kan stige og falle selv i fravær av funksjonelle forskjeller mellom dem.
men nøytrale krefter får også noen ganger mer kreditt enn de fortjener. I et Mai-papir i Nature Human Behaviour beskrev Leroi og hans kolleger det de kalte «nøytralt syndrom»: tendensen til å avvise selektive krefter som forklaringer, bare fordi et mønster i variasjon kunne forklares av nøytralitet. For å virkelig fortelle hvor viktige nøytrale krefter er, er det nødvendig med bedre tester for å skille deres effekter fra utvalg, forskerne hevdet. «Min tarmfølelse er at når vi har slike tester, vil Vi oppdage for kultur og sikkert for trær I Amazonas at faktisk nøytrale krefter ikke er så viktige,» Sa Leroi.
Han regner ikke helt på nøytral teori parade, skjønt. «Selv om jeg har klaget over at det blir utvidet willy-nilly til andre ting, er det også en god ting,» anerkjente han, siden det kunne generere ny innsikt i felt som økonomi.
enten vi liker å innrømme det eller ikke, tilfeldige krefter er alltid subtilt påvirke verden. Nøytral teori gir et rammeverk for å gjøre disse kreftene kjent og målbare. Leroi mener det bør fortsette å utvide sin innflytelse » til det blir en integrert del av å forklare mangfold hvor vi ser det i verden ,det være seg i supermarkedet eller en tropisk regnskog.»
denne artikkelen ble skrevet ut på TheAtlantic.com.